一種基于IuPS接口分析數據業務占用3G無線信道的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信領域，特別涉及一種基于IuPS接口分析數據業務占用3G無線信道的方法。
【背景技術】
[0002]無線信道資源為移動通信網絡最重要且有限的資源，隨著移動數據業務迅猛發展，3G(TD-SCDMA、WCDMA)網絡無線資源優化成為運營商網絡管理的重中之重。
[0003]在3GPP規范中定義了三種無線信道，分別是邏輯信道、傳輸信道、物理信道，信道間有約定的映射關系。邏輯信道通常可以分為:控制信道和業務信道；傳輸信道通過可分為:專用信道和公共信道；物理信道分為:上行物理信道、下行物理信道和同步信道。
[0004]一次數據業務的發起，首先要通過控制信道建立信令連接，并分配業務信道供數據傳輸使用，業務過程中RNC要實時監控MS狀態，根據具體需求釋放及分配無線信道資源。由于3G網絡具有對無線資源靈活管理的特點，某些與服務端具有心跳檢測模式的IM業務、M2M業務，以及具備節電模式的終端會頻繁請求和釋放無線信道資源，這將導致信道資源頻繁占用，在上述業務及終端過多的情況下，極易引起RNC、SGSN設備過載，嚴重情況下將導致網絡癱瘓。因此針對數據業務引發的無線資源占用，為現階段運營商無線網絡優化的重點之一。
[0005]現階段運營商針對無線資源管理與優化分析主要基于NodeB-RNC間的Iub接口，或RNC-SGSN間的IuPS接口實現，相關接口示意圖如圖1所示。
[0006]Iub接口最靠近空口，基于Iub接口可準確的分析無線資源的占用情況，RNC-SGSN間的IuPS接口雖無法直接分析無線資源占用情況，但通過對MS PMM狀態迀移的跟蹤，可推測得出無線資源占用情況。
[0007]Iub接口多由ATM承載，采集成本高，協議棧復雜。基于Iub接口解析信道映射關系要通過跟蹤動態信令來識別，實現極為復雜，且針對加密協議解析需要關聯IuPS、IuCS接口消息，若鏈路采集范圍不全，會導致信令無法解析，影響數據準確性。
[0008]現階段基于IuPS接口實現3G(TD-SCDMA、WCDMA)無線資源占用分析方案主要通過跟蹤MS PMM狀態迀移的方式來實現，這種方案可分析無線資源占用情況，但需跟蹤MS PMM狀態迀移過程，解析開銷較大。
[0009]此外，上述兩種方案都是基于控制面信令進行數據分析，均未結合用戶面數據關聯分析，無法定位引起無線資源占用的具體原因。
【發明內容】
[0010]鑒于現有技術中存在的問題，本發明目的在于提供一種基于IuPS接口分析數據業務占用3G無線信道的方法，從而針對現有分析方案存在的局限性，通過IuPS接口控制面信令，結合IuPS接口用戶面數據，對3G(TD-SCDMA、WCDMA)無線資源占用情況及成因進行深入分析。
[0011]根據本發明的一個方面，提供了一種基于IuPS接口分析數據業務占用3G無線信道的方法，包括步驟:
[0012]在IuPS接口捕獲MS發出的Service Request消息及后續信令，根據ServiceRequest消息特征，結合后續信令消息來判斷MS的PMM狀態從IDEL向CONNECTED迀移，以判別MS是否產生無線控制信道占用；同時對捕獲到的Service Request消息及其后續信令消息進行關聯分析，通過關聯用戶面數據，獲得應用IP地址；通過DNS信令獲知域名與應用IP地址的對應關系，根據域名獲知具體的應用類型，以確定是何種業務引起無線控制信道占用。優選的，在Service Request消息中的Service Type為I的情況下，ServiceRequest消息后如果有安全模式控制流程，則認為是在PMM-1DLE狀態發起的業務請求，即可確認為產生了一次RRC連接建立并分配了業務信道。
[0013]優選的，在Service Request消息中的Service Type為2的情況下，貝Ij認為產生了一次PCH信道占用，同時產生了一次RRC連接建立并分配了業務信道。
[0014]優選的，在捕獲到的Service Request消息及其后續信令消息后，根據SCCP本地參考號關聯一個會話內的控制面信令，并基于控制面信令完成PMM狀態迀移判斷，以及用戶身份、位置信息識別，并通過RAB指配消息攜帶信息關聯用戶面數據。
[0015]優選的，判斷是在PMM-1DLE狀態發起的業務請求后，記錄以下內容:
[0016](I)信道占用時間-Service Request消息的發起時間；
[0017](2)觸發原因:上行消息觸發；
[0018](3)用戶身份信息:基于C0MM0NID消息RNAP層提取；
[0019](4)用戶位置信息:基于Service Request消息RNAP層提取的LAC/SAC ；
[0020](5)觸發信令信道占用的業務信息:關聯后的第一個用戶面消息的應用層目的IPo
[0021]優選的，判斷產生了一次PCH信道占用后，記錄以下內容:
[0022](I)信道占用時間:Service Request消息發起時間；
[0023](2)觸發原因:下行消息觸發；
[0024](3)用戶身份信息:基于C0MM0NID消息RNAP層提取；
[0025](4)用戶位置信息:基于Service Request消息RNAP層提取的LAC/SAC ；
[0026](5)觸發信令信道占用的業務信息:關聯后的第一個用戶面消息的應用層源IP。
[0027]優選的，通過DNS信令建立一張動態維護的應用IP、域名、業務類型對應關系表，上、下行業務觸發的信令信道占用分析過程記錄中的應用層IP可通過這張表關聯到具體業務類型，以便確認是哪種業務導致信令信道占用
【附圖說明】
[0028]圖1例示了現有技術中3G無線網絡設備間的接口類型；
[0029]圖2例示了 3G PS域MS發起數據業務的流程圖；
[0030]圖3例示了 3G PS域網絡發起業務的流程圖；
[0031]圖4例示了本發明實施例數據業務上行消息觸發的無線信道占用識別CDR記錄信息的提取不意圖；
[0032]圖5例示了本發明實施例數據業務下行消息觸發的無線信道占用識別CDR記錄信息的提取不意圖；
[0033]圖6例示了本發明實施例獲知應用類型的示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為使本發明的上述目的、特征和優點更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0035]為了說明本發明的實現方式，需要首先從本發明的技術背景進行介紹。
[0036]在3G(TD-SCDMA、WCDMA) PS 域，MS 附著網絡后，有兩種狀態:PMM_IDLE、PMM-CONNECTEDo MS無數據傳輸時，工作在PMM-1DLE狀態，這時的MS不占用無線信道資源，MS如要發起業務，需先通過控制信道建立RRC連接，然后按要求分配業務信道資源。RRC連接及相應傳輸承載建立完成后，MS可正常與服務端通信，此時MS工作在PMM-CONNECTED狀態，在后續MS無數據業務流量傳輸情況下，如RRC-Connect1n-Release timer超時或MS端發起釋放連接請求，RNC將向SGSN發起Iu釋放請求，SGSN收到該消息后，發起Iu釋放流程，RNC釋放傳輸承載及RRC連接后，回Iu釋放完成消息，MS回到PMM-1DLE狀態。
[0037]圖2例示了 3G PS域MS發起數據業務的流程圖，如圖2所示，所述流程包括:
[0038](I)如果不存在CS通信，則MS建立RRC連接。連接建立過程消息通過控制信道傳輸，并分配專用業務信道。
[0039](2)MS 向 SGSN 發送 Service Request 消息。Service Type 指示所請求的業務。Service Type會指示出:數據或信令。
[0040]如果Service Type指示為數據，則會在MS和SGSN間建立信令連接，分配激活I3DP上下文的資源，比如為激活PDP上下文的RAB建立。
[0041]如果Service Type指示為信令，則會在MS和SGSN間建立信令連接從而發生上層信令消息，比如Activate PDP Context Request。不為激活PDP上下文分配資源。
[0042](3)如果MS是在PMM-1DLE狀態發起的業務請求，則SGSN會進行安全模式控制流程。
[0043](4)網絡處于PMM-CONNECTED狀態且Service Type指示為數據時，若業務請求被SGSN接受，則SGSN會向MS發送Service Accept消息。若Service Type指示為數據，SGSN會發送Rad1 Access Bearer Assignment Request消息，除了擁有最大上行比特率、下行比特率為O的PDP上下文之外，為每個激活的PDP上下文重建RAB。
[0044](5) RNC指示MS已經建立新的無線接入承載標識和相應的RAB ID。
[0045](6) SRNC 回復 Rad1 Access Bearer Assignment Response 消息，并在 Iu 接口上建立GTP隧道做為用戶面數據傳輸通道。
[0046](7) SGSN發起PDP上下文修改。
[0047](8) MS發送上行包。
[0048]圖3例示了 3G PS域網絡發起業務的流程圖，如圖3所示，所述流程包括:
[0049](I) SGSN 收到處在 PMM-1DLE 的 MS 的下行 PDP PDU。
[0050](2) SGSN發送尋呼消息給RNC，RNC尋呼通過發送尋呼消息尋呼MS。
[0051](3)如果沒有CS通路，MS建立RRC連接。
[0052](4)MS發送Service Request消息給SGSN，服務類型為尋呼響應。此時，SGSN可能發起一個鑒權。SGSN知道下行包是否需要RAB重建。
[0053](5) SGSN指定加密模式。
[0054](6)如果F1DP上下文的資源重建，SGSN發送Rad1 Access BearerAssignmentRequest0 RNC 發送 Rad1 Access BearerAssignment Response 消息給 SGSN，指明GTP隧道已經建立在Iu接口，并且無線接入承載已經在RNC和MS之間建立。
[0055](7) SGSN發起PDP上下文修改。
[0056](8) SGSN發送下行包。
[0057]通過以上分析可知:RRC連接建立與釋放流程涉及控制信道占用及業務信道分配與釋放，基于Iub接口可實現RRC連接分析，IuPS接口無法直接實現RRC連接分析，但可通過核心網信令對RRC連接做推測性分析，由于RRC連接建立與釋放流程成對出現，因此，基于核心網信令對RRC連接只做建立流程的推測分析即可。
[0058]結合3G數據業務流程分析，無論是MS發起，還是網絡發起的數據業務流程，且無論 MS 的 PMM 狀態是 PMM-1DLE 還是 PMM-CONNECTED，MS 都會發起 Service Request 消息，這個消息在Iub、IuPS接口都能捕獲。
[0059]因此，我們可以基于捕獲到的Service Request消息分析到很多內容。
[0060]Service Request 流程用途說明:
[0061]DPMM-1DLE狀態的MS利用業務請求程序向SGSN請求建立一條安全的連接，用于發送上行鏈路信令消息或用戶數據；
[0062]2) MS在PMM-CONNECTED狀態時，也可為已激活的PDP上下文請求資源預留
[0063]Se